miR-145在心血管疾病中的研究進展

崔勝宇綜述 浦湧，徐林審校

心血管疾病(cardiovascular disease，CVD)一直是嚴重損害人類健康的重要原因之一，目前，我國CVD患病率仍然處于上升水平，其防治工作刻不容緩[1]。隨著CVD發(fā)病機制研究不斷深入，微小RNA(microRNA，miRNA)在相關疾病中發(fā)揮的重要作用逐漸被發(fā)現(xiàn)，而miR-145作為眾多miRNA其中的一種，其在多種CVD中發(fā)揮的積極作用不容忽視，因此，本文旨在對miR-145在多種心血管疾病中的作用進行總結，以期在未來miR-145能夠成為新型的預防和治療CVD的干預靶點應用于臨床。

1 miR-145生物學特征

miRNA是一類微小非編碼RNA，可以與相關靶基因的3’-非翻譯區(qū)(3’-UTR)結合，進而發(fā)揮負性調節(jié)靶基因的作用[2]，單個miRNA可以對多個mRNA發(fā)揮抑制作用，而單個mRNA也可以被許多miRNA調節(jié)。因此，miRNA對mRNA表達的調節(jié)是一個復雜的過程，并廣泛參與細胞增殖、遷移、分化、凋亡、血管增殖等相關病理生理過程[3]。一般來說，miRNA基因經(jīng)多種酶和復合物作用，最終形成雙鏈miRNA復合體調控靶基因表達[4-6]。miRNA堿基與靶 mRNA序列部分互補結合時，靶基因不被降解，但阻遏靶 mRNA的翻譯；miRNA堿基與靶 mRNA高度互補結合時，其作用方式與小干擾RNA相似，可切割、降解靶 mRNA，從而導致基因沉默[3]。

miR-145定位于染色體5q32-33，長度為4.08 kb，在體內(nèi)的成熟形式有2種：miR-145-3p和miR-145-5p，這2種形式的出現(xiàn)取決于其衍生于前體miRNA雙鏈的哪一側。miR-145首先在小鼠心臟中檢測到，隨后在人類結腸直腸癌和其他組織中檢測到，中胚層組織如子宮、卵巢、睪丸、前列腺和心臟，相對富含miR-145[3]。

miR-145-5p(引導鏈)通常與相關基因靶向結合，調控該基因表達，而miR-145-3p(乘客鏈)通常被降解，它的作用目前還不明確。具體來說，miR-145與轉錄物的3'-非翻譯區(qū)(3'-UTR)結合，通過miR-145獨特的序列干擾靶標mRNA的翻譯或介導mRNA的降解，來負調節(jié)該基因的表達。由于miRNA不需要完全互補以進行靶向識別，因此，miR-145可能同時調節(jié)不同的mRNA。眾多研究發(fā)現(xiàn)miR-145在腫瘤中具有重要作用，其在腫瘤組織中通常呈低表達，并且運用相關方法高表達miR-145，會抑制相關癌基因的表達，從而抑制癌細胞的增殖、轉移[7-10]，提示miR-145可能會作為抗腫瘤的一種手段。隨著近幾年有關研究的深入，許多研究都表明miR-145與心血管疾病也有重要關系，其在心血管組織中表達程度的高低與相關疾病的發(fā)生、進展及嚴重程度有密切聯(lián)系。

2 MiR-145與動脈粥樣硬化(AS)

AS是多種原因導致的中、大動脈內(nèi)粥樣斑塊形成，使動脈壁增厚、血管狹窄及彈性下降，是腦梗死、冠心病、外周缺血性血管疾病的主要病理基礎。目前，尚沒有完全可靠的指標實現(xiàn)對AS的早期診斷，相關治療也只能延緩和控制AS的進展，不能完全逆轉斑塊形成。慢性炎性反應、血管平滑肌細胞(VSMCs)表型轉換[11]都參與AS的形成與進展。最近幾年，miR-145在AS進展中發(fā)揮的作用逐漸被發(fā)現(xiàn)，其參與的相關通路、作用機制也被證實，為AS的治療又提供了一種可能的手段。

2.1 MiR-145參與慢性炎性反應 Zhong等[12]研究發(fā)現(xiàn)miR-145在AS斑塊和VSMCs中隨著AS進展其表達程度逐漸降低，可能是體內(nèi)甲基化系統(tǒng)和去甲基化系統(tǒng)的失衡，引起了miR-145啟動子甲基化水平增高所致，并且miR-145的低表達伴隨著CD137 / NFATc1通路的激活，進而誘導VSMCs中NLRP3炎性小體的活化，最終促進動脈粥樣硬化進展。

巨噬細胞大量吞噬氧化低密度脂蛋白(oxLDL)在AS慢性炎性反應中起中心作用，抑制巨噬細胞的炎性反應，則可能有效控制AS。與Zhong等[12]研究不同，有學者使用oxLDL處理的THP-1巨噬細胞發(fā)現(xiàn)對其轉染miR-145后，表現(xiàn)出NF-κB通路的激活，進而上調了腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-1β(IL-1β)、C-C基序趨化因子配體2(CCL-2)、CCL-4和CCL-7 這些炎性細胞因子的表達，加重了AS的進展，在高脂飲食處理的ApoE基因敲除小鼠中也有同樣的發(fā)現(xiàn)[13]。

miR-145在AS慢性炎性反應中發(fā)揮的作用有不同觀點，這可能與不同細胞發(fā)生的病理改變不同相關。因此，如果能夠實現(xiàn)miR-145的靶向輸送或抑制，就可能有效減緩AS的進展。

2.2 miR-145抑制VSMCs表型轉化 VSMCs在AS斑塊形成過程中同樣起著不可或缺的作用，VSMCs有收縮型和增殖型2種表型，并且有很強的可塑性，在受到相關損傷刺激后會由收縮表型轉變?yōu)樵鲋承?，從而使分泌、增殖、遷移能力大大增強，進而促進AS的進展。

相關研究采用被診斷為AS患者正常的升主動脈前壁組織作為AS組，而未被診斷為AS的相同部位組織作為對照組，結果發(fā)現(xiàn)AS組中miR-145表達水平明顯降低，伴隨著KLF5、MYOCD基因表達升高，并證實了人為高表達miR-145后可通過靶向抑制KLF5和MYOCD的表達來抑制VSMCs向增殖型的轉變[14]。類似的發(fā)現(xiàn)也在高血糖誘導的AS中被證實：miR-145在高糖處理的VSMCs中下調，外源高表達miR-145可通過抑制ROCK1的表達來減弱高糖誘導的VSMCs增殖和遷移[15]。

可以看出，miR-145在動脈粥樣硬化中發(fā)揮著重要作用，特別體現(xiàn)在對血管平滑肌細胞的炎性水平、轉分化的調控，如果能夠在AS患者VSMCs中外源性過表達miR-145，應該能夠起到明顯的治療AS的療效，為今后的AS靶向治療提供了新的見解。

3 MiR-145與心肌梗死(MI)相關損傷

MI通常是冠狀動脈急性持續(xù)性缺血缺氧后引起的心肌壞死，是全世界導致患者死亡的重要原因之一，因此，對心肌梗死的早期診斷和相關治療十分關鍵。近年來，miR-145在心肌梗死中發(fā)揮的作用逐漸被發(fā)現(xiàn)，并被證實在MI相關損傷中有著重要的調控作用。

許多研究都表明miR-145具有減輕心肌梗死后心肌損傷的潛在作用。相關研究發(fā)現(xiàn)，miR-145參與調控心肌梗死組織和細胞的凋亡，miR-145與心肌細胞的凋亡程度呈負相關，人為在心肌組織中高表達miR-145，可以通過其靶向結合抑制凋亡相關基因PDCD4 3’-非翻譯區(qū)的機制，使心肌凋亡程度和梗死面積均下降[16]；不僅如此，Sun等[17]研究也發(fā)現(xiàn)，缺氧誘導因子(HIF-1α)可引起miR-145的高表達，并激活SGK1及其相關的PI3K/AKT通路減輕了心肌缺血缺氧帶來的損傷。此外，Yuan等[18]同樣發(fā)現(xiàn)，人為高表達miR-145具有心肌細胞保護作用，而這種保護作用的產(chǎn)生是由于miR-145通過靶向結合CD40，抑制了缺氧相關炎性反應，從而減輕了心肌梗死后損傷。芬太尼具有對缺血心肌的保護作用，這種保護作用當前發(fā)現(xiàn)可能是通過促進miR-145表達并抑制與凋亡相關的lncRNA MALAT1、Bnip3基因的表達，來抑制心肌細胞凋亡，減輕心肌損傷[19]。另有Wang等[20]在遭受缺氧的心臟成纖維細胞中研究表明，miR-145和KLF5基因的表達呈負相關，證實了miR-145可通過KLF5-心肌素途徑介導心肌中成纖維細胞向肌成纖維細胞轉分化，進而阻止不良重構并恢復內(nèi)源性瘢痕愈合和收縮，發(fā)揮保護心肌梗死后心肌的作用。

雖然還有很多研究都證明miR-145對心肌梗死后心肌細胞具有保護作用，但是也有部分學者發(fā)現(xiàn)miR-145可加重心肌缺血缺氧損傷，Wu等[21]在缺血再灌注模型中的研究表明，miR-145由于抑制了雙特異性磷酸酶6的表達，而使c-Jun N-末端激酶途徑激活，導致心肌細胞凋亡增加，缺血再灌注損傷加重。類似的，Wang等[22]在缺氧的H9C2細胞中檢測到miR-145呈高表達，而其靶基因Rac1呈低表達，并且抑制miR-145、增加其靶基因Rac1的表達會通過激活PI3K/AKT、MAPK/ERK信號通路使心肌細胞損害減輕。

miR-145在心肌梗死中發(fā)揮的作用較為復雜，參與的作用機制涉及很多方面。對于miR-145既有減輕缺血心肌損傷又有加重缺血心肌損傷的作用，可能是由于miR-145在心肌梗死后不同時期的表達程度有所變化，并且作用機制有多種，參與多條信號通路，如果在心肌梗死后不同階段選用對miR-145不同的調節(jié)藥物，或者針對性地靶向不同位點，應該能夠實現(xiàn)減輕心肌梗死后心肌損傷的作用。雖然miR-145對心肌梗死產(chǎn)生的影響仍需要進一步研究驗證，但其對心肌梗死的治療及預后的評估[23]提供了一種可能的手段，具有良好前景。

4 miR-145與動脈瘤

動脈瘤是由于血管壁局部病變或損傷，血管壁減弱，導致動脈壁向外膨出，可能是遺傳性疾病或后天性疾病所致。隨著動脈瘤尺寸的增加，其破裂的風險增加，可以導致不可控的出血。近幾年對主動脈瘤的研究表明，局部炎性反應、血管平滑肌表型調節(jié)異常、細胞外基質重構、細胞凋亡及血管壁的缺失是動脈瘤發(fā)生的主要病理過程，miR-145在動脈瘤的形成過程中發(fā)揮著一定的作用，并可能成為一種新的治療方式。

有研究發(fā)現(xiàn)，miR-145的過表達可以有效抑制由AngⅡ誘導的ApoE基因敲除小鼠中腹主動脈瘤的形成，這種作用可能是通過miR-145對MMP-2的抑制作用實現(xiàn)的，MMP-2的過表達會引起細胞外基質的降解，促進動脈瘤的形成，但此項研究并沒有直接證明MMP-2是miR-145的靶點[24]。

VSMCs表型轉化、遷移增生是動脈瘤形成過程中重要的一環(huán)[25]。研究表明，miR-145通過靶向作用于KLF5，抑制VSMCs的表型轉化，減緩了顱內(nèi)動脈瘤的進展[26]。與未破裂的顱內(nèi)動脈瘤患者比較，在破裂的顱內(nèi)動脈瘤患者血漿中同樣發(fā)現(xiàn)有miR-145的表達降低[27]，提示低表達的miR-145可能有助于對有破裂可能的顱內(nèi)動脈瘤患者的早期診斷，并可據(jù)此實施有效干預。

然而，不同部位動脈瘤中miR-145產(chǎn)生的作用可能不同，Pei等[28]的研究就有不同的發(fā)現(xiàn)：miR-145在升主動脈瘤的瘤壁中呈現(xiàn)高表達的狀態(tài)，并通過TGF-β1通路引起骨橋蛋白和膠原蛋白Ⅲ的表達增加，加重瘤壁的結構重構，促進升主動脈瘤形成和進展。此外，Chen等[29]也證實，過表達長鏈非編碼RNA(long chain noncoding RNA，lncRNA)MIAT可靶向抑制miR-145的表達，進而通過促進PI3K/Akt信號通路的表達，增強VSMCs的活力，減輕其凋亡，延緩胸主動脈瘤的進展。

miR-145在動脈瘤疾病的發(fā)生、發(fā)展及預后中發(fā)揮著重要作用，雖然可能對不同部位動脈瘤產(chǎn)生的作用不同，或者在不同病理過程中發(fā)揮的作用不盡相同，但可以看到miR-145的重要調節(jié)作用，在未來其可能成為新的靶向調控位點，來改善和延緩動脈瘤疾病進展。

5 MiR-145與肺動脈高壓(PAH)

PAH是由于不同病因和發(fā)病機制導致的肺動脈壓力升高，預后往往較差，主要病理生理特征包括肺血管重構、肺血管阻力增加及肺動脈壓力升高，使右心室后負荷增加，并最終導致右心衰竭甚至死亡。

研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，miR-145在PAH患者肺的平滑肌細胞和與PAH病變相關血管中呈現(xiàn)高表達，在肺泡管水平的新肌肉化小動脈表達豐富，在腺泡前和腺泡內(nèi)動脈中也觀察到其表達，伴隨著血管肌化，發(fā)現(xiàn)骨形態(tài)發(fā)生蛋白2型受體的低表達與miR-145的高表達可能存在著相關性[30]。不僅如此，Yue等[31]的研究還表明，PAH患者肺組織中高表達的miR-145伴隨著其靶基因ATP結合盒轉運蛋白A1(ATP-binding cassette transporter A1，ABCA1)的表達下調，而抑制miR-145的表達或過表達ABCA1之后，可以明顯觀察到肺動脈平滑肌細胞增殖和遷移的減弱，進而減輕了PAH肺血管的病理重塑。

因此，抑制miR-145在肺組織的高表達可能作為一種治療PAH有效的方式，但是如何靶向抑制miR-145在PAH患者肺部的高表達成為了當前需要解決的問題。有研究利用功能化的陽離子脂多胺將miR-145的小干擾RNA 送至小鼠的肺部，降低了內(nèi)源性miR-145的水平，減小了50～200 μm大小的動脈壁厚度并降低了閉塞性血管病變的密度，改善了右室重構及心臟功能[32]，這為開發(fā)靶向作用于肺組織的抑制miR-145藥物提供了新的思路。

6 miR-145與自發(fā)性高血壓

自發(fā)性高血壓發(fā)病機制未明，血管重構是目前普遍接受的病理機制。血管重構不僅體現(xiàn)在VSMCs的排列紊亂，還包括VSMCs的增殖和遷移能力增強。相關研究發(fā)現(xiàn)了在自發(fā)性高血壓大鼠模型中，高表達的lncRNA-TUG1通過與成纖維細胞生長因子10(fibroblast growth factor 10，F(xiàn)GF10)競爭性結合miR-145，充當miR-145的 “海綿”[33]，引起靶基因FGF10表達的上調，使VSMCs的增殖和遷移能力增強，加重了自發(fā)性高血壓中的血管重構[34]。運動可以改善高血壓患者的血壓水平，Liao等[35]的研究同樣肯定了miR-145在自發(fā)性高血壓中的積極作用，運動提高了VSMC中miR-145的表達水平，其改善高血壓病變血管病理重塑水平的機制可能涉及到miR-145對VSMC表型轉換的調控。因此可以看出，針對miR-145的治療方式在自發(fā)性高血壓中同樣也有著積極作用。

7 小結

心血管相關疾病始終是威脅人類生命健康的一大類疾病，miR-145作為一種非編碼RNA，在心血管疾病發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用。雖然目前對于miR-145的研究還不是很透徹，但是很多研究表明，miR-145在心血管疾病中發(fā)揮著積極的作用，調控其表達可減輕相關心血管疾病的病理損害，減緩疾病進展。因此，隨著技術及研究的深入，在未來針對miR-145的治療，特別是靶向治療，可能在心血管疾病治療領域具有廣闊的前景。